Matériaux d’électrode inspirés des minéraux pour batteries sodium-ion : composés d’insertion à base de sulfates – MINESULF

Le secteur des batteries rechargeables est actuellement dominé par la technologie Li-ion. Cependant, les ressources en lithium sont limitées, concentrées dans quelques pays, et les conditions d'extraction sont difficiles. Pour répondre aux besoins énergétiques futurs, il est essentiel d'explorer des systèmes alternatifs comme la technologie Na-ion, le sodium étant bien plus abondant que le lithium. Bien que la technologie Na-ion présente des similitudes avec les systèmes Li-ion, l'identification de matériaux d'électrodes adaptés avec de nouvelles structures reste un défi majeur. Les minéraux ont longtemps inspiré le développement de matériaux, et ce projet poursuit cette démarche en se concentrant sur des matériaux d'électrode inspirés des minéraux. Les minéraux sulfates, une classe vaste et diversifiée avec plus de 650 espèces, offrent un fort potentiel. Grâce à la plus grande électronégativité du soufre, les électrodes à base de sulfate pourraient fournir des tensions de fonctionnement plus élevées que les matériaux phosphates couramment utilisés (comme le LiFePO4). Cependant, les sulfates restent encore peu étudiés en tant que matériaux d'électrode. Ce projet vise à combler cette lacune en synthétisant et en étudiant systématiquement les propriétés électrochimiques des composés sulfatés, structurés en lien avec les minéraux. En mettant l'accent sur la technologie Na-ion et l'utilisation de métaux de transition abondants comme le fer, le manganèse et le cuivre, cette recherche ambitionne de réduire la dépendance aux ressources rares (Li, Co,…) utilisées dans les matériaux d'électrode actuels. De plus, l'approche interdisciplinaire et inspirée de la nature, axée sur les analogues synthétiques des minéraux de basse-modérée température, favorise l'utilisation de méthodes de synthèse éco-compatibles en énergie et à basse température.